【摘要】：鋼錠模掃磨作為改善鋼錠質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一,鋼錠模表面粗糙度的高低直接影響著鑄錠工序質(zhì)量,目前工廠普遍采用人工使用角磨機(jī)打磨、拋丸清理機(jī)或鏈條式打磨清理的方式,缺點(diǎn)較多。為了改善工人的操作工作環(huán)境、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高打磨效率,進(jìn)一步提高工件鑄錠產(chǎn)品質(zhì)量,本文采用滾刷式鋼錠模掃磨裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)打磨方式。本文根據(jù)功能原理對(duì)掃磨裝置進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析驗(yàn)證。本文基于對(duì)鋼錠模掃磨裝置總成技術(shù)條件、材料特性、打磨特征等需求分析,圍繞功能原理設(shè)計(jì)方法對(duì)掃磨裝置進(jìn)行功能設(shè)計(jì),然后進(jìn)行功能原理解分析,確定了鋼刷對(duì)鋼錠模掃磨的整體方案、掃磨單元個(gè)數(shù)、掃磨執(zhí)行機(jī)構(gòu)布置方式、驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置等參數(shù);并結(jié)合功能原理設(shè)計(jì)工作臺(tái)傳動(dòng)裝置,推導(dǎo)滾刷電機(jī)選型計(jì)算公式。根據(jù)不同材質(zhì)的刷絲,其磨損程度不同,以此選擇最適合此裝置的刷絲材質(zhì)。應(yīng)用三維建模軟件建立刷絲以及殘?jiān)娜S模型,應(yīng)用Deform-3D軟件,對(duì)其進(jìn)行有限元分析,查看不同材質(zhì)刷絲的磨損度。掃磨效果受刷絲的排布密度的影響,不同直徑的刷絲其抗彎強(qiáng)度也不同,本文應(yīng)用UG10.0高級(jí)仿真模塊,建模并分析單根鋼絲受載荷后的彎曲變形情況,根據(jù)其應(yīng)力狀態(tài)與其屈服強(qiáng)度之間的關(guān)系,選擇出最適合本裝置的刷絲直徑。根據(jù)掃磨刷工作原理和功能要求,設(shè)計(jì)掃磨刷尺寸結(jié)構(gòu),分析掃磨刷鋼絲受力變形情況,在對(duì)其進(jìn)行一系列簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上,通過利用SOLIDWORKS三維建模軟件建立掃磨刷和工件試樣的三維模型,并且通過使用有限元分析軟件—DEFORM-3D對(duì)其掃磨過程進(jìn)行仿真。通過對(duì)仿真模型施加不同力的邊界條件,得到不同壓力對(duì)掃磨去除量的影響;通過控制掃磨刷轉(zhuǎn)速的變化,對(duì)工件試樣的表面粗糙度和磨屑溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,得出掃磨轉(zhuǎn)速對(duì)工件表面形貌和溫度的影響。在利用功能原理設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)好整體方案和執(zhí)行方式的基礎(chǔ)上,首先用SOLIDWORKS建立了鋼錠模掃磨裝置樣機(jī)模型,并對(duì)掃磨架進(jìn)行模型簡(jiǎn)化。運(yùn)用ANSYS Workbench進(jìn)行掃磨架的動(dòng)靜態(tài)分析,驗(yàn)證其工作時(shí)的穩(wěn)定性,從而驗(yàn)證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。最后完成了實(shí)體樣機(jī)的加工試用,驗(yàn)證了其使用效果。
【圖文】：

- 10 -圖 2-1 67t 鋼錠模實(shí)物圖生產(chǎn)條件極為苛刻的環(huán)境下使用的，分析表明在使應(yīng)力、相變應(yīng)力、殘余應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力等的協(xié)同作種綜合應(yīng)力大于鋼錠模材質(zhì)能承受的抗拉強(qiáng)度極限的網(wǎng)狀裂紋，因反復(fù)使用導(dǎo)致網(wǎng)裂不斷擴(kuò)大，形成和橫裂。所以改善鋼錠模的材質(zhì)，提高抗拉強(qiáng)度極向之一。本文所需打磨的鋼錠模的材料為特配鑄鐵錠模性能指標(biāo)所特配的鋼錠模用灰鑄鐵，其化學(xué)成.7%；Mn=0.7%~1.1%；S<0.06%；P<0.10%�；诣T鐵

具有良好的鑄造性能、良好的減振性、良好的耐能、低的缺口敏感性和良好的導(dǎo)熱性，是大、中型鋼錠性能、理化參數(shù)如下，抗拉強(qiáng)度σb為 100~400N·mm-2，延2~11J·cm-2，硬度 163~269HB，彈性模量 E=(8~14)×104N·(cm·K)-1，，在 800℃下的抗氧化性 4.4g·(m2h)-1，在 900℃打磨裝置設(shè)計(jì)要求分析區(qū)域模打磨特征分析可知，需打磨的區(qū)域包括鋼錠模內(nèi)孔，個(gè)區(qū)域，且內(nèi)孔和側(cè)壁在軸線方向呈錐型。要同時(shí)兼顧個(gè)不同的掃磨架以針對(duì)錐型側(cè)壁和底面，側(cè)面掃磨架中件的角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。其打磨區(qū)域如圖 2-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG580.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2687709